Правда, которую можно всегда и легко проверить. В возможности торцевых уплотнений при перекачке мазута.

Целью настоящей статьи является ознакомление руководящих работников и ведущих специалистов ТЭЦ и ГРЭС с возможностью использования существующих и новых систем торцевых уплотнений валов насосных агрегатов, существенно повышающих качество эксплуатации мазутного хозяйства.

Не говоря о достоинствах и недостатках торцевых уплотнений разных производителей, хочу обратить внимание на конечную выгоду потребителя торцевых уплотнений, которая по-прежнему складывается из: надежности работы торцевого уплотнения, его стоимости, стоимости ЗИПа и ремонта. Заказчик, выбрав производителя торцевых уплотнений, должен получить экономический эффект от реализации плана по сокращению издержек. Данная выгода подразумевает реальное снижение расходов на обслуживание динамического оборудования в размере около 10% ежегодно в течение трех лет сотрудничества с производителем. Если этого не происходит, то службе механика следует задуматься об эффективности.

Рассмотрим различные виды торцевых уплотнений валов насосов, помогающих решить указанные проблемы с соблюдением требований надежности и безопасности при приемлемой стоимости.

Одинарные торцевые уплотнения

Одинарное торцевое уплотнение

Это первые торцевые уплотнения, которые пришли на смену сальниковым. Имея одну пару колец трения, минимальное количество входящих в состав деталей, уплотнения показали хорошие ресурсные характеристики и существенно меньшие утечки перекачиваемой среды. Уплотнения нашли широкое применение на насосах первого и второго подъема (НК, НД, 5Н5, ОДН и др). Установка холодильника вала перед уплотнением позволила обеспечить работу при высоких температурах перекачиваемого мазута. Были освоены приемы пуска насосов как из «холодного» так и «горячего» состояния, исключающие повреждение уплотнений. Недостатком одинарных уплотнений является невозможность предотвращения утечки при разрушении колец пары трения. В этой ситуации обнаружение и локализация утечки зависят от человеческого фактора. Ввиду высокой надежности одинарных торцевых уплотнений, надзорными органами допущена их эксплуатация до выработки ресурса с последующей заменой на уплотнения со вспомогательным уплотнением в соответствие с требования национального стандарта РФ ГОСТ 31839-2012 (ЕН 809;1998) «Насосы и агрегаты насосные для перекачки жидкостей. Общие требования безопасности».

Одинарные торцевые уплотнения со вспомогательным уплотнением

Одинарное торцевое уплотнение с защитной ступенью

Такие уплотнения относятся к комбинированным. НПЦ «АНОД» в соответствие с вышеупомянутым ГОСТом разработал и производит комбинированные уплотнения, в которых одинарное и вспомогательное уплотнения выполнены торцевыми и размещены в едином корпусе. Уплотнение – это законченный модуль, не требующий дополнительных проверок и регулировок при монтаже. Контурную ступень образует одинарное уплотнение,  а атмосферную ступень — вспомогательное уплотнение оригинальной конструкции. Особенностью уплотнения является локализация утечки при разрушении колец пары трения контурной ступени вспомогательным уплотнением, подвижное уплотнительное кольцо которого под действием давления уплотняемой среды входит в контакт с неподвижным кольцом, предотвращая неконтролируемую утечку перекачиваемого продукта. Процесс происходит без участия человека и средств автоматики. Для аварийного отключения насоса используется сигнал с датчиков давления. Системы контроля позволяют легко автоматизировать процесс управления группой насосов, подключая резервный и отключая текущий насос.

Двухступенчатые торцевые уплотнения типа УТД (двойные) и УТТ (тандем)

Двойное торцевое уплотнение

Данный тип уплотнения представляет собой модуль, в корпусе которого установлены одна за другой две ступени одинарных торцевых уплотнений. Каждая из ступеней может обеспечить длительную работу в составе уплотнения при рабочих параметрах перекачиваемой среды. Для осуществления смазки трущихся пар колец и отвода тепла из внутренней полости уплотнения используется бачок с затворной (барьерной) жидкостью, циркуляция которой осуществляется встроенным импеллером. Контроль работы системы обеспечения работоспособности торцевого уплотнения осуществляется путем наблюдения за изменениями температуры, давления и уровня затворной жидкости. Система рассчитана на рабочее давление перекачиваемой среды и герметична относительно внешней среды. Уплотнения типа УТД работают при давлении барьерной жидкости на 0,1…0,3 МПа большем, чем давление среды в сальниковой камере. Таким образом, при разуплотнении контурной ступени, перекачиваемая среда не может попасть во внутреннюю полость уплотнения и привести к потере герметичности атмосферной ступени. Уплотнения типа УТТ работают при давлении затворной жидкости близком к атмосферному. В случае нарушения герметичности контурной ступени буферная жидкость не может попасть в перекачиваемый продукт, имеющем большее давление, и загрязнить его.

Двойное торцевое уплотнение типа тандем

Подобные уплотнения уже более 20 лет успешно эксплуатируются в нефтеперерабатывающей промышленности, обеспечивая надежную защиту насосов от утечек через уплотнения. Процесс контроля состояния уплотнения и управления отсечной арматурой может быть легко автоматизирован на базе предусмотренного комплекта КИП. Двухступенчатые уплотнения имеют развитые обслуживающие системы, требуют более высокой квалификации обслуживающего персонала.

Блоки подшипниковые уплотнительные (БПУ)

БПУ были разработаны с целью модернизации центробежных насосов для повышения межремонтного пробега, снижения вибрации, уменьшения числа отказов. При модернизации штатные опорно-уплотнительные системы с подшипниками качения заменяются на специально разработанные подшипниковые-уплотнительные блоки (БПУ). БПУ объединяет в едином корпусе как опорную, так и уплотнительную системы и упрощенно выглядит как двойное торцевое уплотнение, между уплотнительными ступенями которого помещены два упорных и два радиальных подшипника скольжения. Обслуживающие БПУ системы аналогичны применяемым для двухступенчатых торцевых уплотнений. Ввиду существенного улучшения условий работы элементов конструкции блока, многократно увеличен ресурс и межремонтный пробег насоса. В связи с уменьшением отказов уплотнений возросла и безопасность эксплуатации насосов. Следует отметить, что при этом сократились затраты на обслуживание и ремонт.

Блок подшипниковый уплотнительный БПУ на мазутном насосе

Ознакомившись с опытом работы европейских НПЗ, можно сделать вывод о том, что там давно существует практика проведения технического аудита состояния работоспособности насоса. Данная практика позволяет заказчику получать рекомендации по состоянию насосного оборудования и повышению его надежности в долгосрочном периоде.

Мазутное хозяйство к настоящему времени является наименее оснащенным конструктивными разработками и технологиями в части ликвидации утечек перекачиваемой среды. Применение рассмотренных уплотнений и БПУ позволяет не только повысить качество предоставляемых услуг, но и в разы увеличить срок службы подшипников и уплотнений, увеличить межремонтный период до 3…5 лет.